掘进工作面局扇的选择与计算参考模板.docx
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掘进工作面局扇的选择与计算参考模板
掘进工作面局扇的选择与计算
2.2.3肖家洼煤矿主斜井施工通风设计
概况:
肖家洼煤矿主斜井倾角6°,斜长:
3404m,断面为直墙半圆拱,净宽:
5.0m,净断面积:
17.3m‘,基岩段岩石硬度f>6时,采用中深孔光面爆破,一次爆破最多炸药消耗量为65kg,采用ZL-50型装载机装岩,采用胶轮自卸车排肝。
2.2.3.1通风方案一
2.2.3.1.1通风方式与风筒选择:
为适应主斜井井筒施工需要,该井筒采用压入式通风,即在井口附近20米处安设二台局部对旋轴流通风机,布置两路①1000mm胶质风筒,向井下工作地点输入新鲜空气,直至主斜井施工完毕。
2.2.3.1.2井筒工作面所需风量计算
(1)按井筒工作面同时工作的最多人数计算
Qr=4X\=4X30=120m7min
式中Qr一一井筒工作面所需风量
N——井筒工作面最多人数,取30人
(2)按井筒工作面爆破排除炮烟计算
竺3;'竺二匚(或q=25XAA一-掘进工作面一次爆破所用的最大
炸药量)
式中Q掘进工作面所需风量,mlmin;
t通风时间,一般取20—30min,取25min;
A一次起爆炸药量,取65kg;
b——每kg炸药产生的CO当量,岩巷爆破取40L/kg;
S井筒净断面,取17.3m2;
L——井筒通风长度,既排炮烟长度取500m:
Pq一一风筒始、末端风量之比,即漏风系数,取1.7;
G——氧化碳浓度的允许值,%,Cp二0.02。
Q二279m3/min
备注:
立井施工爆破排除炮烟计算:
《煤矿建设安全规范》
6.2.1.5矿井施工所需风量应按下列要求计算:
(煤矿安全规程第103修改、
建井手册公式)
a)立井人工开挖时所需风量可按每人每分钟不少于4n?
的标准计算;
b)立井爆破作业所需风量必须保证井筒的平均风速不小于0.15m/s,确保有效排除炮烟。
同时立井爆破作业所需风量必须使该地点风流中瓦斯、二氧化碳和其他有害气体的浓度及温度,符合本规范的有关规定;
立井爆破作业所需风量,通常按排炮烟方法计算:
Q=7.8[KA(S・L)2]13/T
式中:
Q——工作面配风量,单位为立方米每分钟(n?
/min);
K——淋水系数,按表3(0.15—0.8)取值;
A——一次起爆炸药量,单位为千克(kg);
S——巷道净断面,单位为平方米(m');
T排炮烟时间,单位为分钟(min)(—般取40〜60min);
L——掘进井筒(巷道)通风长度,单位为米(m)。
c)其他施工地点的实际需要风量,必须使该地点风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度,风速以及温度,每人供风量符合本规范的有关规定;
d)矿井施工总风量应按下列要求分别计算,并取其中的最大值:
I)按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟供风量不得少于
4m3;
2)按掘进巷道、嗣室及其他地点实际需要风量的总和进行汁算。
表3淋水系数K取值表
涌水特征
K
涌水量小于lm3/h的各种深度的干燥井筒或深度小于200m的含水井筒。
0.8
井深大于200m,且涌水量为1〜6n?
/h的含水井筒
0.6
井深大于200m,且涌水量为6〜15m'/h的含水井筒
0.3
井深大于200m,且涌水量大于15mVh的含水井筒
0.15
(3)有柴油设备运行的矿井,为有效稀释柴油设备排放的尾气,所需风量可按照以下公式进行计算:
EQ^=4XPxXK.(m7min)
式中:
工Q雌车一一主斜井胶轮车的需风量,m3/min:
4——每马力(Hp)每分钟供给的最低风量,mVmin;
Px——主斜井柴油运输设备同时运行时的总功率,KW;—台
ZL-50型装载机功率为92kw,每台柴油胶轮自卸车功率为96kw:
排肝期间,一台ZL-50型装载机和3台柴油胶轮自卸车同时运行;
K,——配风系数,(使用1台胶轮车时K:
为1.0:
使用2台胶轮车时K:
为0.75;使用3台及以上胶轮车时Ki为0.5)
EQ姓车二4XP:
XKi二4X(92+96X3)X0.5=760m7min
(4)按瓦斯涌出量计算
Q二100qk
式中q——掘进工作面的绝对瓦斯涌出量,m7min:
K——掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数,一般可
取1.5-2.0
或Q二lOOKq/(G-Ci)
式中G——最高允许瓦斯浓度,%;
G——进风流中的瓦斯浓度,%
(5)按风速计算
井筒最低风速取0.15m/s,最高风速取4m/s(煤巷、半煤岩巷最低风
速0.25m/s)
Q_=4XSX60=4X17.3X60=4152m7min
Q_=0.15XSX60=0.15X17.3X60=156m7min
式中S——井筒净断面,取17.3m2
根据以上计算,主斜井井筒施工时,工作面最低需风量为760m7mino
2.2.3.1.3局扇工作风压计算
(1)风筒风阻计算
因为该主斜井长度为3404米,考虑到风机至井口及拐弯,风筒最长按3420米计算,采用①1000mm胶质风筒,每节风筒长为10米。
釆用两路风筒,两台同等能力的局扇供风,即采用两路供风系统。
①一路风筒摩擦风阻R/=6.48XaXL/D3
式中%——风筒摩擦风阻,N•s'•nf3
a——胶质风筒的摩擦阻力系数,N•s'•nA取0.0029N•s:
•m"'
D风筒直径,取1.0m
L风筒总长,取3420m
R率=6.48X0.0029X3420/1.0s=64N•s2.m-8
胶布风筒的摩擦阻力系数
风筒直径
/mm
300
400
500
600
700
800
900
1000
aX10'
/NSV
53
49
45
41
38
32
30
29
金属风筒的摩擦阻力系数
风筒直径
/mm
200
300
400
500
600
800
aX10*
/NSV
49
44.1
39.2
34.3
29.4
24.5
JZK系列玻璃钢风筒摩擦阻力系数:
a=19.6—21.6XW1
②~路风筒局部风阻除=0・15XRi^R,萨0.15R讦0.15X64二9.6N•s'•nf3一路风筒总风阻R。
R°二Ry+R简二64+9.6=73.6N・s'・
(2)漏风系数计算
1_loox^00
式中L风筒长度,L二3420m
P100百米漏风率,P100=l.2%
P二1.7
柔性风筒的厅米漏风率
通风距离/m
<200
200—500
500—1000
1000—2000
>2000
L100/%
<15
<10
<3
<2
<1.5
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(3)每台通风机的工作参数计算
根据以上分析计•算,取其中最大值,主斜井掘进工作面需风量Q取
760mVmin,每路风筒出口风量取380mVmin,能完全满足施丄要求。
一路风筒出口风量Q
Qh=380m3/min,即6.3m3/s
每台通风机的匸作风量:
Qa=PXQh
=1.7X6.3
—10.7m3/s
通风机全压:
H.=RQaQh+hvo=RQaQh+0.811PQf/D"
式中Hz—台通风机全压,Pa
R一一一路风筒的总风阻,取73.6N•s2•m-3
Qh路风筒出口风量,取6.3m3/s
Qa台通风机的工作风量,取10.7m3/s
hvo风筒出口动压损失
P一一空气密度取1.2kg/m3
D风筒直径取1.0m
H:
=73.6X10.7X6.3+0.811X1.2X6.371.0*
H:
=5000Pa
通风困难时期,一台通风机设计工况点:
Q・=642m7min比=5000Pa
2.2.3.1.4选择地面压入式对旋轴流通风机
根据需要的Q、乩值在各类轴流通风机特性曲线上,确定轴流通风机的合理工作范围,选择长期运行效率较高的通风机。
通风困难时期,一台通风机设计工况点:
Q,=642m3/minH:
=5000Pa
风机选型:
通过以上计算,施工后期,即通风困难时期,通风距离1800m以后,可选用BDJNo8.0型矿用防爆对旋轴流通风机。
性能参数:
额定功率:
55X2kw,风量:
600^950m7min,全压:
8000"1000pa,效率:
^81%,噪声:
W84dB。
频率:
50hz,电压:
380/660v。
通过①1000mm胶质风筒导风
主斜井施工后期,采用压入式通风,双路风筒独立送风,每路风筒均采用①
1000mm胶质风筒,每路风筒供风局扇均采用BDJNoS.0型矿用防爆对旋轴流通风机,产生的风压和风量能满足主斜井通风困难时期的通风要求。
BDJNoS.0型煤矿用防爆对旋轴流通风机主要技术参数
序
号
型号规格
功率
kW
风量m3/min
个m
Pa
'L'k
V
取咼
全压效率%
噪声
dBa
1
BDJNo8.0
55X2
600〜950
1000-8000
380/660
$81
W84
通风容易时期:
施工前期,即通风距离1800m以内,选用FBD-2X30型煤矿用防爆压入式对旋轴流通风机,其主要技术参数:
功率:
2X30kw,风量:
420〜630m'/min,全压:
1000〜5800Pa
主斜井施工前期,采用压入式通风,双路风筒独立送风,每路风筒均采用①1000mm胶质风筒,每路风筒供风局扇均采用FBD-2X30型矿用防爆对旋轴流通风机,产生的风压和风量能满足主斜井通风容易时期的通风要求。
施工期间,采取综合防尘措施,定期冲刷巷道浮尘。
井筒内每隔200m设一道净化水幕,工作面设风水喷雾器,水中加适量降尘剂,将粉尘控制在10mg/m3以下。
2.2.3.2通风方案二
主斜井施工长度1800米之前,采用压入式通风,将供风局扇安装在地面距主斜井井口20米处。
主斜井施工长度1800米之后,采用抽出式负压通风,因主、副斜井同时并列施工,施工期间,两斜井之间有联络巷横贯,当斜井施工1800米左右时,主、副斜井之间施工一条联络巷横贯,将地面局扇移到主(或副)斜井联络巷口上方20米处,为掘进工作面施工供风,副(或主)斜井地面井口安装临时轴流式抽风机,使主(或副)斜井进风,副(或主)斜井出风,主斜井掘进工作面导风风筒最长1800米,采用直径1000mm的胶质风筒,每节风筒长为10米。
临时轴流式抽风机性能参数:
型号:
FBCZNo16,风量:
1140—2820m7min,
风压:
200
—1050Pa,额定功率:
55KW,转速:
980r/min。
临时轴流式抽风机选型计算略。
掘进工作面供风局扇选用BDJNoS.0型矿用防爆对旋轴流通风机,其性能参数:
额定功率:
55X2kw,风量:
600^950m7min,全压:
8000"1000pa,效率:
281%,噪声:
W84dB。
频率:
50hz,电压:
380/660v。
采用一台局部通风机通过一路直径1000mm胶质风筒为主斜井掘进工作面施工供风。
掘进工作面供风局扇做到“三专两闭锁”,主、备局部通风机实现自动切换。
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